對偏振光在火星沙塵中的傳輸特性進(jìn)行了研究,首先分析了火星沙塵粒子散射系數(shù)、吸收系數(shù)和不對稱因子隨粒徑尺寸的變化關(guān)系,然后利用偏振蒙特卡羅方法模擬了偏振光在火星大氣中的多重散射,計算并分析了波長、粒徑分布、風(fēng)速、高度、粒子數(shù)濃度對偏振光傳輸特性的影響。研究結(jié)果表明:偏振光退偏度隨著傳輸距離的增大而增大,粒子數(shù)濃度越大,偏振度退化越嚴(yán)重。當(dāng)波長為0.55μm時,對于所選用的兩組粒徑分布,有效粒徑小時反而退偏嚴(yán)重,15.3m/s和1.7m/s風(fēng)速對應(yīng)的退偏度相差將近兩個數(shù)量級,在所選的6個波長中7.46μm激光在火星沙塵中傳輸時偏振保持性最好,而波長0.66μm激光在火星沙塵中傳輸時透射性是最好的。

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【部分圖文】：

圖1不同波長火星沙塵粒子光學(xué)特性隨半徑的變化曲線。

不同尺寸的火星沙塵粒子對于不同波長激光的光學(xué)特性也不相同,為了對比不同波長不對稱因子、散射系數(shù)和吸收系數(shù)隨粒徑的變化特性,下面選用文獻(xiàn)[23]和文獻(xiàn)[25]采用的6個典型波長(可見光波長0。49,0。55,0。66μm,近紅外波長0。86μm,以及中紅外波長7。46μm和1....

圖2不同風(fēng)速下在不同粒徑沙塵中偏振光隨傳輸距離的退偏。

根據(jù)2014年Fedorova等[24]研究的在火星發(fā)生沙塵暴時沙塵粒子濃度和高度之間的關(guān)系,以及2004年Merrison等[26]研究的火星上懸浮沙塵粒子的濃度和風(fēng)速之間的關(guān)系,選取人眼最為敏感的0。55μm入射波長(綠光),其對應(yīng)的復(fù)折射率為1。5+0。007i,計算....

圖3不同高度不同粒子數(shù)濃度下的偏振光偏振參數(shù)隨傳輸距離的變化。

接下來對水平偏振光和垂直偏振光入射到火星沙塵中的水平方向光強(qiáng)和垂直方向光強(qiáng)的變化性質(zhì)進(jìn)行研究,取reff=2。34μm,veff=0。86μm,高度為18km時的粒子數(shù)濃度為1。8×109m-3,計算結(jié)果如圖4所示。圖4不同偏振光入射下的結(jié)果。

圖4不同偏振光入射下的結(jié)果。

圖3不同高度不同粒子數(shù)濃度下的偏振光偏振參數(shù)隨傳輸距離的變化。圖4(a)和圖4(b)表示水平偏振光[1100]入射到火星沙塵中水平方向強(qiáng)度和垂直方向強(qiáng)度隨傳輸距離的變化曲線。圖4(c)和圖4(d)為垂直偏振光[1-100]入射到火星沙塵中時,水平方向和垂直方向強(qiáng)度....

本文編號：3980301